我研製出“九章四號”量子計算原型機

【本報訊】據新華網十三日消息：五月十三日，中國科學技術大學表示，該校潘建偉、陸朝陽、張強、劉乃樂等組成的研究團隊，聯合濟南量子技術研究院、山西大學、清華大學、上海人工智能實驗室、嶗山實驗室、國家並行計算機工程技術研究中心等單位，成功研製出一千〇二十四個量子壓縮態輸入、八千一百七十六模式的可編程量子計算原型機“九章四號”，首次操縱和探測高達三千〇五十個光子的量子態，再度刷新光量子信息技術世界紀錄，求解高斯玻色取樣問題比目前全球最快的超級計算機快十的五十四次方倍。國際知名學術期刊《自然》十三日發表了該成果。

量子計算機是遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置，具有遠超經典計算機的並行計算能力。然而，由於編碼線路日益龐大複雜，不可避免的光子損耗一直嚴重制約着光量子計算的能力。中國科大教授陸朝陽表示，此次研究團隊研發了高效率的光參量振盪器光源和時空混合編碼干涉儀，將一千〇二十四個高效率壓縮態光場集成到一個時空混合編碼的八千一百七十六模式線路中，實現了連接度的立方級擴展，進而獲得了對高達三千〇五十個光子的操縱和探測能力，遠超二百五十五個光子的“九章三號”。

數千光子的操控規模帶來算力的指數級提升。“九章四號”在執行高斯玻色取樣任務中，生成一個樣本僅需二十五微秒，而使用目前世界上最強大的超級計算機和最好的經典算法，需要超過十的四十二次方年的時間，量子優勢比達到十的五十四次方量級。

據了解，“九章四號”成果代表了低損耗光量子處理器在規模和複雜度上的重大飛躍，進一步鞏固了我國在光量子計算領域的世界領先地位，為構建“萬億量子模式的三維簇態”和未來的“容錯光量子計算硬件”提供了更多可能性。